基于α-亚胺基金卡宾中间体的含氮杂环化合物的合成研究

N-Heterocyclic compounds are ubiquitous subunits of a variety of biologically active substances. Organic azides have been engaged in many useful organic reactions. The terminal nitrogen is mildly nucleophilic, and under suitable conditions azides can easily extrude diatomic nitrogen. In this project, we will focus on the development of gold catalyzed intermolecular reactions of organic azides and alkynes. The reactions are supposed to take place through α-imido gold carbene intermediates, which can be trapped by tethered nucleophiles give poly-substituted N-heterocycles. To avoid possible side reactions, for example, dimerization of alkynes, Huisgen 1,3-dipole cycloadditions, the success of current transformation may come down to a proper choice of ligand. We will also investigate the reaction mechanism and pathway, to identify the possible intermediates during the reaction. In a word, the significance of this project is to explore gold catalyzed intermolecular reaction of organic azides and alkynes, to synthesize N-heterocycles with increasing structure diversity.

很多氮杂环化合物具有重要的药理活性和生物活性。有机叠氮化合物中的末端氮具有亲核性，可与亲电试剂反应生成氮杂环化合物。近年来金催化分子内炔基与叠氮基的反应被成功用于氮杂环化合物的合成，但有关二者分子间的反应尚未见报道。本项目将集中研究金催化分子间的有机叠氮化合物与炔烃的反应，希望通过该方法合成多种含氮杂环化合物。成功实现该类反应的关键在于如何在较温和的反应条件下有效避免炔烃自聚以及Huisgen 1,3-偶极环加成等副反应的发生。在实践本项目的过程中，我们计划通过对配体的选择来实现反应的高选择性和高收率。同时，我们还将详细研究反应机理，采用实验和理论相结合的方法，探索反应过程中可能存在的中间体。总之，本项目的科学意义在于通过探索金催化分子间的有机叠氮化合物与炔烃的反应，实现系列含氮杂环化合物的合成。

本项目着重研究了各种卡宾中间体的产生方法，并将这些方法应用于多种有机小分子功能化合物的合成。研究内容可分以下几个部分：.第一、基于α-亚胺基金卡宾中间体合成吡咯杂环和吲哚杂环；.第二、基于Rh(II)卡宾中间体合成呋喃杂环、二氢吡咯烷、异喹啉衍生物以及茚酮衍生物；.第三、基于Rh(I)卡宾中间体合成5-氨基1,2,3-三氮唑；.第四、基于芳基重氮酸酯的无金属参与的N-F键和N-H键的插入反应研究；.第五、基于钯催化的芳基重氮酸酯的酰化反应合成异香豆素类化合物。